前沿科技之3D设计驶入“基因进化”

扫街

康奈尔大学的研究人员推出了EndlessForms，一个让用户创建虚拟雕塑并以实体形式渲染它们。该网站展示了一项能够让设计师用来创造新产品并推动3D打印更广泛地应用的技术。
$ o, E) K+ n( o- o6 K, } 3D打印：由EndlessForms网站逐步进化并以3D形式打印的物体示例。
来源：康奈尔大学

人们可以在先前没有任何3D设计经验的情况下使用EndlessForms。用户开始要从一个随机产生的图库中选取一个物体。该网站会建立一个选中物体变形体的新图库，而用户则需从这些变形体中再选择一个。通过重复这一过程，逐渐将该图形优化成用户所需的形状。用户可以将该模型与其他用户分享，而且如果他们愿意的话，还可以把该物体发送给3D打印服务商并以多种材料渲染输出，其中包括塑料、银以及镀金钢材。一个5至7厘米的塑料模型通常需要花费不到10美元。
3 [3 A! W. o+ N) e' ^康奈尔大学博士后、该项目领导者杰夫•科隆（Jeff Clune）相信，相比以往通过数字演变和选择来产生物体和模型的尝试，该方法是一个关键性的进步。那些产生物体的尝试“看起来就是不自然，”科隆说。“所以我们开始动手并盗取了用了千万年才发现的生物进化的秘密。”科隆表示，以这种方法创造物体让他们自然而然地得到了一些有用的特性，比如对称性，而且当这些物体以3D形式输出时，它们基本都是结构合理的。
: R; ^) a/ V  lEndlessForms用于产生物体及其变体的规则类似于发育生物学——研究DNA结构是如何打开以创造一个完整的生命体。“胚胎是以梯度化学的形式创造模型的，”科隆说。梯度化学（改变某些分子的浓度）控制了一个有机体胚胎某部分的表达。“可能是一种简单的线性梯度，像从头到尾，或者可能是一种循环梯度，就像控制毛虫身体每段的产生，”科隆说到。例如，将头到尾、前到后以及循环梯度结合起来，就形成了基本的脊柱剖面图。
& y' t" U" T$ ?. l( T  Q& p/ W2 BEndlessForms并没有模拟梯度化学，而是为每个物体存储了一个“基因”，描述了一组类似这些梯度的简单数学函数，例如，一个正弦函数代替了一个循环化学梯度。网站通过改变这一数学DNA来生成物体的变形体。通过统计来自所有这些由基因描述的函数的影响，并检测结果是否以及超过某阈值，EndlessForms会判断被称为三维像素（voxel）的3D空间元素是否已被填充到物体中或是仍然留空。
现在，EndlessForms仅能生产一些有限的模型。考虑到计算成本，该系统为每个物体使用了相对较少的三维像素。而且由于每个物体最初都是随机生成的，需要某特定模型的用户可能要进行相当多的选择和进化以产生形状接近的模型。然而，康奈尔小组与合作者们计划改进该系统，让用户能够输入某物品的3D扫描图并从它开始进化出变形体。
这一技术“令人印象非常深刻，”MIT媒体实验室Mediated Matter研究小组总监奈丽•奥克斯曼（Neri Oxman）说到。她相信进化方法的用户友好性将有助于推动3D打印技术更广泛的应用，类似于易于使用的图像编辑器为数码摄影和图形操作起到的助燃作用。“人们能够扫描他们自己的牙刷或者其他物品并为他们的家庭成员进化出该物品的多种变形体，”奥克斯曼说到。她指出这最终可能对设计行业产生影响，就像是博客和社交媒体对新闻业已经产生的影响——使这一领域为公众开放。

wuql02

3D打印！这是啥原理！

复苏之风

wuql02 发表于 2011-9-1 20:00
3D打印！这是啥原理！

就是像刷漆一样,一层层的刷起来,最后刷成实体